Für Bastler: VSI1 Bluetooth Adapter

Hallo zusammen,
genervt von meinem VSI1 USB Adapterkabel, welches immer umständlich in den Innenraum geführt werden musste, sowie der Unzuverlässigkeit des FTDI USB-Adapters (Nichterkennung, Konflikte mit anderen USB-Geräten), hatte ich mir das Ziel gesetzt, auf Kommunikation via Bluetooth umzusteigen.

Da ich mir sowieso mit meinem Oszilloskop die RS232 bzw. TTL UART Signale der Prins genauer anschauen wollte, habe ich einfach mal angefangen zu experimentieren und zu basteln. Ich möchte hier meine gemachten Erfahrungen teilen, damit jemand, der Muße und etwas Erfahrung mit Elektronik hat, sich selbst einen Adapter bauen bzw. meinen Schaltplan noch zu verbessern kann. Natürlich alles ohne Gewähr und auf eigene Gefahr/Risiko hin!

Benötigte Bauteile (eBay Links)
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Danke an mr.yellow und georgw203 in diesem Thread hier: LPG Interface zum selber bauen, war eine gute Ausgangsbasis für mich.

Den Schaltplan habe ich mal mit Visio skizziert, siehe angehängtes PDF: Den Anhang schaltplan.pdf betrachten

Kurze Funktionsbeschreibung:
Die Prins kommuniziert mit einem invertierten 5V TTL UART Signal, also ein Rechtecksignal bei dem 0V = High und 5V = Low entspricht (d.h. Idle = 0V und zum Start der Übertragung wird auf 5V gegangen). Die Baudrate ist 9600bit/s, 8 Datenbit, ein Stoppbit und kein Paritätsbit (9600-8-N-1). Der 74HCT00 ist ein NAND-Gatter, d.h. wenn z.B. beide Eingänge (13 und 12) auf Low sind, dann gibt Ausgang (14) High aus. Er macht also wieder ein „normales“ 5V TTL-Signal.
Der Spannungsteiler ist notwendig, da der HC-06 mit 3,3V (LVTTL) arbeitet. Ansonsten würde man vermutlich den Eingang vom HC-06 auf Dauer mit den 5V kaputt machen. Der 74HCT00 kann sowohl mit 5V als auch 3,3V Eingangspegel arbeiten. Die im Schaltplan von mir mit * markierten Widerstände/Kondensator sind dafür verantwortlich, ein schönes Rechtecksignal von der Prins zu erhalten. Es sind Schätzwerte, hier müsste man ggf. etwas anpassen/korrekt dimensionieren. Ich habe mir damit beholfen, einfach die RX und GND-Seite des alten FTDI USB Adapters parallel anstelle der drei Bauteile anzuschließen, da die SMD-Bauteile ja schon korrekt dimensioniert sind (und ich diese nicht auslöten wollte/kann). Ach ja, und der L7805CV wird natürlich noch benötigt, um die 12V auf 5V herunterzuregeln.

Der HC-06 muss jetzt nur noch als COM-Anschluss in der Bluetooth-Verwaltung konfiguriert werden, beim ersten Verbinden wird der Pin abgefragt, dieser ist meistens „1234“. Sonstige Einstellungen am Adapter sind nicht notwendig, da er standardmäßig mit 9600-8-N-1 arbeitet.

Das Ganze sieht dann bei mir am Ende so aus:
Nicht schön, aber es funktioniert zuverlässig und man kann sogar noch aus 5-10 Metern Entfernung trotz geschlossener Motorhaube auf die Prins zugreifen. Außerdem gibt es nun keine USB-Portprobleme mehr.
Viel Spaß!

 

Hallo @Ciwa,
danke für deine Anleitung, kannte ich vorher noch nicht. Das Verpacken in dem Plastikgehäuse sieht professionell aus. Ebenfalls ist gut, dass du von den ganzen Komponenten Fotos gemacht hast und mehr detailliert geschrieben hast, wie man beim Löten vorgehen soll.

@mr.yellow
Nein, das wird so nicht an der VSI-1 funktionieren. Hatte das ganz am Anfang in mühsamen Tests selbst feststellen müssen. Wenn man nur den TX an den RX vom HC06 sowie umgekehrt verbindet, passiert rein gar nichts Die Signale sind schlicht nicht kompatibel, was georgw203 auch vor zehn Jahren geschrieben hatte, dass "die Prins in beide Richtungen dreht" (Details siehe nochmal meine Beschreibung oben).
D.h. du musst das Signal invertieren, am elegantesten geht das mit dem IC 74HCT00, weil dieser sowohl mit 3.3V LVTTL sowie 5V TTL zurecht kommt. Die Prins braucht 5V TTL, der HC06 braucht 3.3V (deshalb auch der Spannungsteiler für den RX des HC06). Das Teil ist auch nicht soo klein und empfindlich, d.h. mit etwas Geschick kann man schon an den Füßchen löten.
Dann ist halt eine Eigenart der Prins, dass das TX Signal erst "aufgefächert" und "isoliert" werden muss, also ein Lastwiderstand sowie Kondensator und kleinerer Widerstand sind notwendig, ansonsten hast du nur ein Rauschen. Kann man auch wunderbar selbst testen, einfach mal mit dem Oszi direkt an den TX und GND der Prins messen, dann sieht es nämlich so aus:


Mit meiner Schaltung sieht es dann so aus:

Man erkennt schon deutlich das invertierte TTL Signal, aber der Kondensator entlädt noch nicht schnell genug (deshalb hatte ich auch oben geschrieben, hier müsste man noch etwas ausprobieren).

Im idealfall (mithilfe des Eingangskreises des FTDI-USB Adapters) sollte es am Ende so aussehen.


VG

Nachtrag:
Vielleicht nochmal zum besseren Verständnis was "invertiert" heißt:

So sieht ein großes "A" aus, wie es z.B. vom HC06 Bluetooth Adapter über dessen TX kommt. D.h. das Ruhesignal ("Idle") entspricht 3,3V (="High"). Jetzt kommt erst das Startbit ("0"), dann acht Datenbits ("10000010") und das Stopbit ("1", geht wieder auf "High"). Da im Least-Significant-Bit (LSB) Verfahren gesendet wird, muss man von rechts nach links entschlüsseln, also hat dann binär "01000001", d.h. dezimal 65, was dem großen "A" laut ASCII Tabelle entspricht.

Invertiert man das gleiche Signal nun passend für die Prins, dann sieht es so aus:

D.h. das Ruhesignal ("Idle") ist nun 0V und wenn etwas gesendet wird, dann geht es auf 5V ("High"). Man spiegelt es quasi an der x-Achse und ändert die Skalierung der y-Achse.

 

@V8gaser Vielleicht meinst du deinen Satz gar nicht so negativ, aber ich würde nicht vorgeben wollen, was Leute in ihrer Freizeit zu tun oder zu lassen haben. Wenn jemand Spaß an etwas Elektronik/Lötarbeit hat, wieso nicht?
Ich habe ja explizit geschrieben "für Bastler", und wollte hier einfach nur meine gemachte Erfahrung teilen. Natürlich macht es wirtschaftlich betrachtet keinen Sinn, sich so ein Teil selbst zu bauen, wenn man seinen Zeitaufwand als "Arbeitszeit" sieht.

@Ciwa
Ist bei mir genauso, der HC06 Receiver funktioniert einwandfrei mit meinem Win11 Notebook Onboard BT Adapter (ohne Zusatzsoftware). Die Verbindung ist absolut stabil. Habe bereits über mehr als 1h Fahrzeit ingesamt Daten der VSI1 via Screenrecording aufzeichnen lassen, da gab es nicht einen Aussetzer dabei.

Mein Problem mit dem USB Adapter war, dass er immer Konflikte mit meinen Synaptics Touchpad hatte. D.h. oft ging dann plötzlich die Maus nicht mehr/bewegte sich nach links unten und es erfolgte ständig ein "Rechtsklick". Ich hatte da alles ausprobiert (Deinstallation der Treiber, andere USB Port etc), nichts hatte geholfen. Außerdem hatte das Kabel wohl einen Wackelkontakt, weil je nach Haltung/Knick war der Port plötzlich weg (das typische USB Geräusch kam).
Diese Probleme habe ich mit dem BT Adapter jetzt nicht mehr, da ich wie gesagt den einwandfrei funktionierenden Onboard BT Adapter nutzen kann.
Klar, ist meine Situation gewesen, die man nicht auf alle USB Adapter/Laptops etc. übertragen kann.

Schöne Ostern euch!
VG